JP4096680B2

JP4096680B2 - Manufacturing method of multilayer printed wiring board

Info

Publication number: JP4096680B2
Application number: JP2002285284A
Authority: JP
Inventors: 憲之井出; 浩一朗下田; 高士中村; 聡一郎本吉; いく子八束
Original assignee: 株式会社トッパンＮｅｃサーキットソリューションズ
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004119947A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多層プリント配線板の製造方法について説明をする。図３（ａ）〜（ｅ）は、従来の多層プリント配線板の従来例の製造工程を説明する側断面である。
【０００３】
図３（ａ）に示す工程では、基板内部に多層のプリント配線層を積層形成し、該層とスルホール介して前記基板両表面の銅層が電気的に接続されたコアー基板（１）において、前記銅層にフォトプロセス法を用いて所定のパターン（１２、３２）を形成する。前記銅層の形成方法や、感光性樹脂レジストの形成方法、又は、露光、現像、エッチング、剥膜工程等は全て従来の材料、設備、及び製造方法を適宜に選択する。なお、工程図では、以下裏面の表示は省略する。
【０００４】
次に、図３（ｂ）に示す工程は、基板両面上に黒化処理層（３）を形成する黒化処理を行う。前記黒化処理層（３）は次工程で形成するＰＳＲ層（４）との密着性を向上するために層形成するものである。前記黒化処理層は基板全面に形成され、外観上、全面黒色に変色された基板となる。すなわち、基板表面はパターン（１２）若しくはアライメントマーク（３２）と絶縁樹脂層（１１）の区分が困難となる外観となっている。なお、前記黒化処理層の形成方法は一般に採用された方法で良い。
【０００５】
図３（ｃ）に示すようにＰＳＲ樹脂層（４）を形成し、その方法はシルクスクリーン法を用いて所定の層厚を積層形成する。前記積層形成方法はその他ロールコート法、カーテンコート法等を適宜選択する。
【０００６】
図３（ｄ）に示すように、露光機では、基板上に形成したアライメントマーク部の中心点（２２）と、ＰＳＲパターン用マスク（５）上に形成したアライメントマーク部の中心点（２５）との位置あわせを行い、該中心点（２２，２５）が重なった位置で、基板（１０）及びマスク（５）を固定する。次に、露光機は所定の露光量を照射する。次に、現像工程はＰＳＲ樹脂層の現像処理を行い、基板両面に所定のパターンを形成したＰＳＲパターン（６）を形成する。前記の基板とマスクのアライメントマークの中心点との位置あわせの方法は、自動調整、若しくは手動調整が行われる。
【０００７】
図３（ｅ）に示す工程は、ＰＳＲパターン（６）内に露出したアライメントマークと、パターンの配線層の表面に金メッキ層（７）を積層形成する。以上の工程によって、従来の多層プリント配線板が完成する。
【０００８】
次に、図４は、前記図３（ｄ）工程の露光工程を説明する側断面図である。
【０００９】
まず、露光機では、基板上の周辺部、例えば左右の基板端部に形成したアライメントマークの中心点（２２）を確認し位置認識する。次に、基板のアライメントマークの前記位置（２２）にマスク上のアライメントマークの中心点（２５）を移動して重ねて位置合わせを行う。つまり、露光機は、双方のアライメントマークの中心点（２２，２５）が一致する状態までステージを移動して、マスクの露光エリア用開口部の中心点（１５）がパターン中心点（２）と重なるように位置調整して、調整終了後、露光光の照射が開始される。前記一連の動作の中では、露光機は、基板端部に形成したアライメントマーク（３２）を確認し、その位置を認識することが重要な技術課題となる。
【００１０】
上述のように、露光機を用いて露光時、前記基板は黒化処理層を全面に形成したことにより、前記アライメントマーク部エリアと非アライメントマーク部エリアの領域のコントラストが殆どないために、前記基板上のアライメントマーク識別が出来ない問題がある。また、アライメントマークの視認性が悪く、前記アライメントマーク視認率が非常に低いため、前記アライメントマーク以外の部分を誤認識する危険性が高い。更に、露光機において、前記アライメントマークが見えないために、目視による手動の位置合わせを行い、その結果アライメント不良が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
発明が解決しようとする課題は、ＰＳＲ樹脂層にパターンを露光照射する時、アライメントマークの視認性が向上し、アライメントマークの認識及び位置合わせを自動的に行い、その結果アライメント精度が向上、生産性が向上する露光照射方法で製造できる多層プリント配線板及びその製造方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するために、コアー基板の絶縁樹脂層上にアライメントマークを具備した配線層を形成する第１の工程と、前記コアー基板の全面に黒化処理層を形成する第２の工程と、前記コアー基板の前記アライメントマーク上と前記アライメントマークの外周部の絶縁樹脂層の部分にソフトエッチング液を塗布してエッチングすることで前記アライメントマーク上と前記アライメントマークの外周部の絶縁樹脂層上の黒化処理層を除去する第３の工程と、前記コアー基板の全面に感光性絶縁樹脂層を形成する第４の工程と、前記コアー基板の前記アライメントマークにマスクのアライメントマークを位置あわせし前記感光性絶縁樹脂層に前記マスクのパターンを露光転写する第５の工程と、前記感光性絶縁樹脂層を現像して前記感光性絶縁樹脂層のパターンを形成する第６の工程と、前記感光性絶縁樹脂層の表面にメッキ層の配線層を形成する第７の工程を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の多層プリント配線板の製造工程の一例を示す側断面図である。図１（ａ）〜（ｆ）を用いて説明をする。
【００１６】
本発明の多層プリント配線板の製造方法では、従来の多層プリント配線板の製造方法同様に、配線層と、絶縁樹脂層を順次積層形成した複数の各配線層がスルーホールを介して電気的に接続されたコアー基板の上表面に順次以下の工程を加工する製造方法である。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示すコアー基板の両面最外層にパターンを形成する工程では、フォトプロセス法を用いてパターン（１２）若しくはアライメントマーク（３２）を具備した配線層をコアー基板の両面に形成する。前記アライメントマーク（３２）は該マークの中心点が明瞭に視認出来るように工夫され、しかも固有のパターン形状をもっている。また、前記コアー基板（１）の左右端部に前記アライメントマーク（３２）が配置され、前記アライメントマーク（３２）の中心点（２２）の位置は各コアー基板サイズ毎に統一された座標値を付与されている。
【００１８】
図１（ｂ）に示すコアー基板の表面に黒化処理する工程では、コアー基板の表面全面に黒化処理して、黒化処理層（３）が形成される。コアー基板の表面全面に黒化処理層（３）が形成されているため、前記パターン（１２）若しくはアライメントマーク（３２）の銅層上と絶縁樹脂層（１１）との区分が困難な表面状態となっている。顕微鏡等光学系の観察ではコントラストが殆ど無いために、前記アライメントマークの中心点（２２）は明瞭に視認出来ない。そのため、本発明の製造方法では改善策として次工程を追加した。
【００１９】
図１（ｃ）に示すアライメントマーク部をソフトエッチング処理する工程では、アライメントマーク（３２）部の所定のエリア（８）内に直接ソフトエッチング液を塗布接触させ、前記所定のエリア（８）表面の黒化処理層（３）をエッチング処理して剥離除去する。前記ソフトエッチング液は通常のエッチング液、例えば、ＣｕＳ₂― Ｈ₂Ｏ₂等を使用する。また、前記塗布接触方法はシルクスクリーン印刷法や、ロールの部分接触法等がある。または、物理的に表面を削る取る方法もある。前記方法の除去によりアライメントマーク（３２）部の所定のエリア（８）から黒化処理層（３）が除去されたため、顕微鏡等光学系の観察ではコントラストが正常となり、前記アライメントマークの中心点（２２）は明瞭に視認出来る。
【００２０】
図１（ｄ）工程では、コアー基板の表面全面に感光性の絶縁樹脂からなる樹脂を塗布して、ＰＳＲ層（４）を形成する。
【００２１】
図１（ｅ）に示す所定のパターンを持ったマスクを用いてＰＳＲパターンを形成する工程では、所定のパターンを形成したマスクを用いて前記ＰＳＲ層（４）に露光転写後、現像処理し、ＰＳＲパターン（６）を形成する。前記露光転写において、露光機では、基板上に形成したアライメントマーク部の中心点（２２）と、前記マスク（５）上に形成したアライメントマーク部の中心点（２５）との位置あわせを行い、該中心点（２２，２５）が重なった位置で、基板（１０）及びマスク（５）を固定する。次に、露光機は所定の露光量を照射する。次に、現像工程はＰＳＲ樹脂層の現像処理を行い、基板両面に所定のパターンを形成したＰＳＲパターン（６）を形成する。前記の基板とマスクのアライメントマークの中心点との位置あわせの方法は、自動的に位置あわせ調整が行われる。前記位置あわせ調整では、顕微鏡等光学系を用いたアライメントマークの観察においてコントラストが正常となり、前記アライメントマークの中心点（２２）は明瞭に視認が可能となり、アライメント精度、及び生産性が顕著に改善された。
【００２２】
図１（ｆ）工程では、ＰＳＲパターン層に露出する前記最外層のパターンの配線層表面にメッキ層（７）を形成し、本発明の多層プリント配線板が完成する。
【００２３】
本発明の製造方法を用いて作成した多層プリント配線板の評価結果は、アライメントマークの認識率がほぼ１００％、アライメント精度は従来の±１００μｍから±２０μｍ迄改善され、時間当たりの生産量は従来の５〜１５枚から５０枚と大幅な改善となった。
【００２４】
次に、図２は、前記図１（ｅ）の露光工程を説明する側断面図である。図２を用いて露光工程を詳細に説明する。
【００２５】
露光機にＰＳＲパターン用マスク（５）を装着する。次に、露光機の光学系の観察手段を用いて基板１０のアライメントマーク（３２））の中心点（２２）の位置を確認する。次に、前記アライメントマークの中心点（２２）に前記マスクの中心点（２５）を重ね合わせる。基板及びマスク内の前記アライメントマークの中心点（２２，２５）が完全に重なり、また、パターンの中心点（２）とマスクの開口部中心点（１５）も正常な位置にアライメントされる。その後、所定の露光量を照射してＰＳＲ層にパターンを転写する。前記アライメントマークの中心点（２２）近傍エリアの黒化処理層は除去されたため、アライメントマーク（３２）とその外周部の絶縁樹脂層（１１）と、その更に外周部の黒化処理層のコントラストが明瞭に視認出来る効果がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の多層プリント配線板及びその製造方法では、ＰＳＲ樹脂層に露光する時、アライメントマークの視認性が向上し、アライメントマークの認識率が１００％となり、位置合わせを自動的に行うことができるため、アライメント精度が大幅に向上し、その結果、生産性が向上する多層プリント板及びその製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層プリント配線板の製造工程の一例を示す側断面図である。
【図２】本発明の露光工程の一例を示す側断面図である。
【図３】従来の多層プリント配線板の製造工程の一例を示す側断面図である。
【図４】従来の露光工程の一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１…コアー基板
２…（最外層の）パターン中心点
３…黒化処理層
４…ＰＳＲ層
５…ＰＳＲパターン用マスク
６…ＰＳＲパターン
７…めっき層
８…（アライメントマーク部の）所定のエリア
１０…基板
１１…絶縁樹脂層
１２…（最外層の）パターン
１５…開口部中心点
２２…（基板上の）アライメントマークの中心点
２５…（マスク上の）アライメントマークの中心点
３２…アライメントマーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer printed wiring board and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A conventional method for manufacturing a multilayer printed wiring board will be described. 3 (a) to 3 (e) are side cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a conventional example of a conventional multilayer printed wiring board.
[0003]
In the step shown in FIG. 3 (a), in a core substrate (1) in which a multilayer printed wiring layer is laminated inside a substrate, and the copper layers on both surfaces of the substrate are electrically connected to each other through a through hole. A predetermined pattern (12, 32) is formed on the copper layer using a photo process method. For the copper layer forming method, photosensitive resin resist forming method, exposure, development, etching, film removal process, etc., all conventional materials, equipment, and manufacturing methods are appropriately selected. In addition, in the process drawing, the display of the back surface is omitted below.
[0004]
Next, in the step shown in FIG. 3B, a blackening process for forming a blackening process layer (3) on both surfaces of the substrate is performed. The blackening treatment layer (3) is formed in order to improve adhesion with the PSR layer (4) to be formed in the next step. The blackening treatment layer is formed on the entire surface of the substrate, so that the entire surface is changed to black in appearance. That is, the substrate surface has an appearance that makes it difficult to distinguish the pattern (12) or alignment mark (32) from the insulating resin layer (11). The blackening layer may be formed by a generally adopted method.
[0005]
As shown in FIG. 3C, a PSR resin layer (4) is formed, and a predetermined layer thickness is formed by using a silk screen method. As the lamination forming method, other roll coating methods, curtain coating methods and the like are appropriately selected.
[0006]
As shown in FIG. 3D, in the exposure machine, the center point (22) of the alignment mark part formed on the substrate and the center point (25) of the alignment mark part formed on the PSR pattern mask (5). And the substrate (10) and the mask (5) are fixed at the position where the center points (22, 25) overlap. Next, the exposure machine irradiates a predetermined exposure amount. Next, in the development step, the PSR resin layer is developed to form a PSR pattern (6) in which a predetermined pattern is formed on both sides of the substrate. As a method of aligning the substrate and the center point of the alignment mark of the mask, automatic adjustment or manual adjustment is performed.
[0007]
In the step shown in FIG. 3E, an alignment mark exposed in the PSR pattern (6) and a gold plating layer (7) are formed on the surface of the wiring layer of the pattern. The conventional multilayer printed wiring board is completed through the above steps.
[0008]
Next, FIG. 4 is a side sectional view for explaining the exposure process of the process of FIG.
[0009]
First, in the exposure apparatus, the center point (22) of the alignment mark formed on the peripheral portion on the substrate, for example, the left and right substrate end portions, is confirmed to recognize the position. Next, the center point (25) of the alignment mark on the mask is moved and overlapped with the position (22) of the alignment mark on the substrate for alignment. That is, the exposure machine moves the stage until the center points (22, 25) of the alignment marks coincide with each other, and the center point (15) of the mask exposure area opening is the pattern center point (2). The positions are adjusted so that they overlap, and after the adjustment is completed, exposure light exposure is started. In the series of operations, it is an important technical problem for the exposure machine to confirm the alignment mark (32) formed on the edge of the substrate and recognize the position.
[0010]
As described above, when the exposure is performed using an exposure machine, the substrate has a blackened layer formed on the entire surface, so that there is almost no contrast between the alignment mark area and the non-alignment mark area. There is a problem that the alignment mark on the substrate cannot be identified. Moreover, since the visibility of the alignment mark is poor and the alignment mark visibility is very low, there is a high risk of misrecognizing portions other than the alignment mark. Furthermore, since the alignment mark cannot be seen in the exposure machine, visual alignment is performed manually, resulting in poor alignment.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the invention is that when a pattern is exposed to the PSR resin layer, the visibility of the alignment mark is improved, and the alignment mark is automatically recognized and aligned, resulting in improved alignment accuracy and production. It is providing the multilayer printed wiring board which can be manufactured with the exposure irradiation method which improves property, and its manufacturing method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides a first step of forming a wiring layer having an alignment mark on an insulating resin layer of a core substrate, and a first step of forming a blackening treatment layer on the entire surface of the core substrate. And applying a soft etchant to the insulating resin layer on the alignment mark of the core substrate and on the outer periphery of the alignment mark to etch the alignment mark and on the outer periphery of the alignment mark. A third step of removing the blackening treatment layer on the insulating resin layer; a fourth step of forming a photosensitive insulating resin layer on the entire surface of the core substrate; and an alignment mark of a mask on the alignment mark of the core substrate A fifth step of aligning and exposing and transferring the mask pattern onto the photosensitive insulating resin layer, and developing the photosensitive insulating resin layer before A multilayer printed wiring board comprising a sixth step of forming a pattern of a photosensitive insulating resin layer and a seventh step of forming a wiring layer of a plating layer on the surface of the photosensitive insulating resin layer Is the method.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a manufacturing process of the multilayer printed wiring board of the present invention. This will be described with reference to FIGS.
[0016]
In the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention, as in the conventional method for manufacturing a multilayer printed wiring board, a plurality of wiring layers in which a wiring layer and an insulating resin layer are sequentially formed are electrically connected through a through hole. In the manufacturing method, the following steps are sequentially processed on the upper surface of the connected core substrate.
[0017]
First, in the step of forming a pattern on both outermost layers of the core substrate shown in FIG. 1A, a wiring layer having a pattern (12) or an alignment mark (32) is formed on both surfaces of the core substrate using a photo process method. Form. The alignment mark (32) is devised so that the center point of the mark can be clearly seen, and has a unique pattern shape. Further, the alignment mark (32) is arranged at the left and right end portions of the core substrate (1), and the position of the center point (22) of the alignment mark (32) has a coordinate value unified for each core substrate size. Has been granted.
[0018]
In the step of blackening the surface of the core substrate shown in FIG. 1B, the blackening treatment layer (3) is formed by blackening the entire surface of the core substrate. Since the blackening layer (3) is formed on the entire surface of the core substrate, it is difficult to distinguish between the pattern (12) or the alignment mark (32) on the copper layer and the insulating resin layer (11). It has become. In the observation of an optical system such as a microscope, the center point (22) of the alignment mark cannot be clearly seen because there is almost no contrast. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, the following process is added as an improvement measure.
[0019]
In the step of performing the soft etching process on the alignment mark portion shown in FIG. 1C, a soft etching solution is directly applied and contacted in the predetermined area (8) of the alignment mark (32) portion, and the surface of the predetermined area (8). The blackening treatment layer (3) is removed by etching. As the soft etchant, a normal etchant, such as CuS ₂ —H ₂ O _2, is used. The coating contact method includes a silk screen printing method and a partial contact method of a roll. Alternatively, there is a method of physically removing the surface. Since the blackening layer (3) is removed from the predetermined area (8) of the alignment mark (32) by the removal of the method, the contrast becomes normal in observation of an optical system such as a microscope, and the center point ( 22) is clearly visible.
[0020]
In the step of FIG. 1D, a resin made of a photosensitive insulating resin is applied to the entire surface of the core substrate to form the PSR layer (4).
[0021]
In the step of forming the PSR pattern using the mask having the predetermined pattern shown in FIG. 1E, the PSR layer (4) is exposed and transferred to the PSR layer (4) using the mask having the predetermined pattern, and then developed. A PSR pattern (6) is formed. In the exposure transfer, the exposure machine performs alignment between the center point (22) of the alignment mark portion formed on the substrate and the center point (25) of the alignment mark portion formed on the mask (5), The substrate (10) and the mask (5) are fixed at the position where the center points (22, 25) overlap. Next, the exposure machine irradiates a predetermined exposure amount. Next, in the development step, the PSR resin layer is developed to form a PSR pattern (6) in which a predetermined pattern is formed on both sides of the substrate. In the method of aligning the substrate and the center point of the alignment mark of the mask, alignment adjustment is automatically performed. In the alignment adjustment, the contrast becomes normal when observing the alignment mark using an optical system such as a microscope, the center point (22) of the alignment mark can be clearly seen, and the alignment accuracy and productivity are remarkably improved. It was done.
[0022]
In the step of FIG. 1 (f), a plating layer (7) is formed on the wiring layer surface of the outermost layer pattern exposed to the PSR pattern layer, and the multilayer printed wiring board of the present invention is completed.
[0023]
The evaluation result of the multilayer printed wiring board produced using the manufacturing method of the present invention shows that the recognition rate of the alignment mark is almost 100%, the alignment accuracy is improved from ± 100 μm to ± 20 μm, and the production amount per hour is the conventional This was a significant improvement from 5-15 to 50.
[0024]
Next, FIG. 2 is a sectional side view for explaining the exposure process of FIG. The exposure process will be described in detail with reference to FIG.
[0025]
A PSR pattern mask (5) is mounted on the exposure machine. Next, the position of the center point (22) of the alignment mark (32) of the substrate 10 is confirmed using observation means of the optical system of the exposure machine. Next, the center point (25) of the mask is superimposed on the center point (22) of the alignment mark. The center point (22, 25) of the alignment mark in the substrate and the mask is completely overlapped, and the pattern center point (2) and the mask opening center point (15) are also aligned at normal positions. Thereafter, a pattern is transferred to the PSR layer by irradiating a predetermined exposure amount. Since the blackening layer in the area near the center point (22) of the alignment mark has been removed, the contrast between the alignment mark (32), the outer peripheral insulating resin layer (11), and the outer peripheral blackening layer. Has the effect of being clearly visible.
[0026]
【The invention's effect】
In the multilayer printed wiring board and the manufacturing method thereof according to the present invention, when the PSR resin layer is exposed, the visibility of the alignment mark is improved, the alignment mark recognition rate is 100%, and the alignment can be performed automatically. Therefore, it is possible to provide a multilayer printed board and a method for manufacturing the same that greatly improve the alignment accuracy and, as a result, improve the productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a manufacturing process of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of an exposure process of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of a manufacturing process of a conventional multilayer printed wiring board.
FIG. 4 is a side sectional view showing an example of a conventional exposure process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core board | substrate 2 ... Pattern center point 3 (outermost layer) ... Blackening process layer 4 ... PSR layer 5 ... PSR pattern mask 6 ... PSR pattern 7 ... Plating layer 8 ... Predetermined area 10 (of alignment mark part) ... substrate 11 ... insulating resin layer 12 ... (outermost layer) pattern 15 ... opening center point 22 ... center point 25 of alignment mark (on substrate) ... center point 32 of alignment mark (on mask) ... alignment mark

Claims

A first step of forming a wiring layer having an alignment mark on the insulating resin layer of the core substrate; a second step of forming a blackening treatment layer on the entire surface of the core substrate; and the alignment mark of the core substrate. The blackening layer on the alignment mark and on the insulating resin layer on the outer periphery of the alignment mark is removed by applying and etching a soft etching solution on the insulating resin layer on the upper and outer periphery of the alignment mark. A third step, a fourth step of forming a photosensitive insulating resin layer on the entire surface of the core substrate, a mask alignment mark aligned with the alignment mark of the core substrate, and the photosensitive insulating resin layer on the photosensitive insulating resin layer. A fifth step of exposing and transferring a mask pattern; and developing the photosensitive insulating resin layer to form a pattern of the photosensitive insulating resin layer. A step of the sixth manufacturing method for a multilayer printed wiring board and having a seventh step of forming a wiring layer of the plating layer on the surface of the photosensitive insulating resin layer.